Běžné druhy olověných akumulátorů
Rozvádět zde do detailů informace o akumulátorech nebudu, protože na internetu je možné najít velmi dobré a rozsáhlé zdroje informací.
Takže základní rozdělení akumulátorů, je na:
1.Startovací akumulátory a 2.Trakční akumulátory a tyto je možné dále rozdělit na: 1.Akumulátory se zaplavenými elektrodami a 2.Bezúdržbové akumulátory
Startovací akumulátor versus trakční akumulátor
Běžná startovací autobaterie má vnitřní konstrukci řešenu tak, aby bylo možné krátkodobě z tohoto akumulátoru odebrat co nejvíce energie a počítá se s tím, že baterie nebude hluboce vybíjena. Startovací akumulátor má tenké vnitřní mřížky (desky), ale je jich mnoho, takže mají velkou plochu (2,5x větší než trakční baterie) a jsou tak schopné dodat krátkodobě podstatně vyšší proud, než trakční akumulátor, navíc startovací baterie snese nejen podstatně vyšší vybíjecí, ale i nabíjecí proud. Její ideální pracovní cyklus, by tedy měl být takový, k jakému je tento akumulátor primárně určen: Nastartování auta (extrémní startovací proud) a následně rychlé dobíjení a udržování v nabitém stavu. Pokud nedojde k rychlému nabití hluboce vybitého startovacího akumulátoru (do 1 až 2 dnů), dojde ke kroucení tenkých mřížek (desek) a k sulfataci (vznik krystalů síranu olovnatého na elektrodách) a akumulátor se může zcela zničit. ''Startovačka'', má oproti trakční baterii také menší využitelnou kapacitu. Startovací akumulátor je tedy takový sprinter na krátké tratě. Tam podává ideální výkony, když jej ale pošlete na maratón, tak nebude schopný vydat ze sebe takovou celkovou energii (menší využitelná kapacita) než pravý maratónský běžec (trakční baterie), která je určená pro dlouhodobý odběr menšího proudu, má celkově větší využitelnou kapacitu, netrpí samovybíjením, takže pokud ji necháte nabitou několik měsíců na chalupě, nebo v karavanu, tak ji můžete ihned začít používat, na rozdíl od startovacího akumulátoru, který má malý vnitřní odpor a vysoké samovybíjení. Plně nabitý startovací akumulátor se zcela vybije vlivem samovybíjení asi za 3 měsíce (asi 1% kapacity za 1 den), takže po několika týdnech odstávky, bude startovací akumulátor zcela vybitý, i když jste jej předtím poctivě nabili na plnou kapacitu. Trakční baterie trpí podstatně menším samovybíjením, než startovací baterie a plně nabitý trakční akumulátor se dostane do vybitého stavu vlivem samovybíjení asi za 2 roky.
Pozn. Srovnání v předchozím odstavci platí pro startovací a trakční akumulátory v ''klasické'' údržbové verzi (akumulátor se zaplavenými elektrodami). Pokud bychom porovnávali např. pouze startovací akumulátor v ''klasické'' a v bezúdržbové (VRLA) verzi, pak by parametry u bezúdržbové verze byly výrazně lepší. Např. u akumulátoru AGM dojde k úplnému vybití vlivem samovybíjení za cca 6 měsíců, u gelového pak asi za 10 měsíců (u klasického akumulátoru jsou to již zmíněné asi 3 měsíce). Další parametry jako např. Schopnost vydržet ve stavu hlubokého vybití je např. U AGM akumulátoru asi 4 týdny u gelovky asi 2 týdny (u klasického akumulátoru již uváděných 1 až 2 dny), než dojde k degradaci vnitřnich desek akumulátoru a sulfataci. Bezúdržbové akumulátory mají také lepší parametry co se týče schopnosti odolávat hlubokému vybíjení a jsou výrazně vhodnější i pro cyklické (pravidelné) vybíjení a nabíjení.
V dalším textu, budu uvádět pro zjednodušení místo termínu: ''Akumulátor se zaplavenými elektrodami'' název ''Klasický akumulátor''
Klasický akumulátor (akumulátor se zaplavenými elektrodami)
Jedná se o tzv. údržbový akumulátor, který jsou opatřen zátkami pro doplňování elektrolytu a který je konstruován tak, aby plyny vzniklé při elektrolýze (tedy vodík a kyslík) mohly unikat ven z akumulátoru. Tento typ akumulátoru si většina z nás vozí ve svém autě, jedná se o levné akumulátory, které ale vyžadují určitou údržbu. U těchto typů akumulátorů je elektrolyt (to je to tekuté uvnitř akumulátoru), tvořen koncentrovanou kyselinou sírovou, která je zředěná vodou. Dochází zde jednak k přirozenému odpařování vody z elektrolytu, a jednak k rozkladu vody při elektrolýze, která v akumulátoru probíhá a při které se voda rozkládá na kyslík a vodík. Tak dochází postupně k úbytku množství elektrolytu. Množství elektrolytu by se mělo kontrolovat a pokud poklesne pod určitou hodnotu, měla by se hladina elektrolytu zvýšit. To se dělá tak, že se odšroubují zátky na akumulátoru a dovnitř se naleje destilovaná voda ''po čárku'' na akumulátoru. Nicméně např. svůj akumulátor v autě i když je údržbový považuji za bezúdržbový, protože vím, že vydrží bez kontroly 3 roky, a potom ''klekne''. Takže si koupím nový, který bude zase spolehlivě sloužit další 3 roky. Moderní údržbové akumulátory mají totiž daleko menší ztráty vody v elektrolytu, než jejich tatínci, nebo dědečci se žlutými zátkami (pokud si na ně pamatujete), takže péče o akumulátor dnes není tak důležitá jako před mnoha lety. Jenom na okraj zmíním ještě typ akumulátoru, který je jakýmsi hybridem, mezi klasickým údržbovým akumulátorem a bezúdržbovým akumulátorem, tedy: Existuje akumulátor s koncepcí kalcium-kalcium, kde mřížky akumulátoru obsahují malé množství vápníku, to se projevuje na sníženém odparu vody (až 5x menším než u běžného akumulátoru) a nižším samovybíjení (až o třetinu menším, než u běžného akumulátoru).
Bezúdržbové akumulátory (VRLA - Valve Regulated Lead Acid batteries):
Tento typ akumulátoru má vestavěný speciální ventil, který je určen k regulaci pracovního tlaku uvnitř akumulátoru a a současně se jedná o bezpečnostní přetlakový ventil (otevře se při tlaku asi 10 - 40 kPa dle typu akumulátoru). Konstrukce tohoto ventilu je taková, že není umožněn průnik vzduchu zvenčí do akumulátoru. Díky uzavřené konstrukci je vyloučen únik elektrolytu při naklonění, nebo převržení akumulátoru.
AGM akumulátory (Absorbed Glass Mat):
Nejedná se o gelový akumulátor. Tyto akumulátory obsahují tekutý elektrolyt, ten je ale nasáklý do speciální skelné tkaniny (jak vyplývá i z nezkráceného názvu). Mřížky akumulátoru jsou zde těsně u sebe, ale mezi nimi, je vždy vrstva skelné tkaniny do které je nasáklý elektrolyt. Výhodou AGM akumulátorů je schopnost dodat velký výkon při nízkých teplotách, vysoká odolnost vůči otřesům, lepší snášenlivost hlubokého vybíjení, velmi pomalé samovybíjení, vyšší kapacita při stejné hmotnosti (při porovnání s klasickými údržbovými akumulátory), a naprostá bezúdržbovost.
Gelové akumulátory (gelovky):
Vnitřní konstrukce akumulátoru, je v podstatě stejná, jako u normálního údržbového akumulátoru, jenom elektrolyt je v akumulátoru ''uskladněn'' ve formě hustého gelu. Elektrolyt je zde tedy vázán v křemičité suspenzi. Obdobně jako u AGM akumulátoru, ani u gelového akumulátoru nehrozí únik elektrolytu z akumulátoru, při jeho naklonění, nebo převržení. Vyhodou gelového akumulátoru, je na rozdíl od AGM typů menší citlivost na vyšší pracovní teploty. Výhody gelových akumulátorů oproti klasickým akumulátorům jsou obdobné jako u AGM akumulátorů, tedy: vysoká odolnost vůči otřesům, lepší snášenlivost hlubokého vybíjení (ještě lepší, než u AGM), velmi pomalé samovybíjení, vyšší kapacita při stejné hmotnosti (při porovnání s údržbovými akumulátory), a naprostá bezúdržbovost. "Gelovky" mají lepší schopnost rekombinace plynů (přeměna vodíku a kyslíku, které se tvoří v akumulátoru, zpět na vodu)
Jaký akumulátor pro měnič napětí
Záleží na tom, k jakému použití bude měnič napětí sloužit a zda bude akumulátor umístěn v obytném, nebo neobytném prostoru. Vezmu to od konce, protože v prvé řadě je nutné se rozhodnout zda se bude jednat o ''klasický'' akumulátor se zaplavenými elektrodami, nebo o bezůdržbový akumulátor (AGM, nebo gelový). Souvisí to s umístěním akumulátoru. Pokud tedy bude akumulátor umístěn v obytném prostoru (na chatě, chalupě, nebo i v RD či bytě), jednoznačně doporučuji použít bezúdržbový akumulátor. A to z toho důvodu, že z klasického akumulátoru unikají, zejména při nabíjení (ale i samovybíjení) třaskavé plyny (vodík a kyslík) a prostor, kde je takový akumulátor nabíjen by měl být dostatečně větraný. Dalším důvodem, proč použít bezúdržbový akumulátor v obytných prostorách, je možnost úniku elektrolytu z akumulátoru při jeho nabíjení. Plyny, které se vytváří v akumulátoru při nabíjení mohou vytlačit elektrolyt ven odvětrávacími otvory (a nejedná se o žádný mimořádný jev). Pod akumulátorem a kolem můžete pak najít loužičku zředěné kyseliny sírové, která tvoří elektrolyt v akumulátoru. Bezúdržbové akumulátory (AGM a gelovky) nevydechují do okolí žádné plyny a nemůže dojít ani k úniku elektrolytu (pokud není akumulátor nabíjen tak nesmyslně vysokým proudem, že by došlo k otevření bezpečnostních ventilů, které chrání akumulátor a zejména jeho okolí, před ev. výbuchem, pokud by akumulátor vlivem velmi vysokého nabíjecího proudu již nebyl schopen rekuperovat vznikající plyny. Do obytných prostor tedy doporučuji akumulátory bezúdržbové. Pokud chcete využít v obytných prostorách ''klasický'' údržbový akumulátor a máte s akumulátory zkušenosti a hlavně víte co děláte, pak záleží výběr akumulátoru - zda údržbový, nebo bezúdržbový čistě na vašem rozhodnutí a zhodnocení konkrétního využití a také vyhodnocení, zda se vyplatí investovat peníze do bezúdržbového akumulátoru, který má sice některé parametry lepší než ''klasický'' akumulátor, navíc z něj nemůže uniknout elektrolyt ani když jej obrátíte ''vzhůru nohama'', nicméně je asi 2x dražší, než ''klasický'' údržbový akumulátor se zaplavenými elektrodami.
Dalším rozhodnutím bude, zda použít akumulátor startovací, nebo trakční. Rozdíly jsou podrobně rozvedeny v odstavci ''Startovací akumulátor versus trakční akumulátor''. Obecně doporučuji raději trakční akumulátor, ale tak jako většina rozhodnutí: ''je to hlavně o ceně''. Trakční verze akumulátorů jsou asi 2x dražší než startovací verze akumulátorů (ale jejich životnost je asi 2x delší), takže záleží na na tom kolik chcete do akumulátoru investovat. Pokud bych měl použít akumulátor pro zálohování oběhového čerpadla přes měnič, kde dojde k využití akumulátoru několikrát do roka a v podstatě celý rok bude akumulátor nonstop dobíjen udržovacím proudem, pak bych koupil normální ''startovačku'' a nic bych neřešil. Pokud by byl akumulátor s měničem využíván tak, že by docházelo k pravidelnému vybíjení akumulátoru, např. na chalupě, či chatě, kde není elektřina, nebo byl akumulátor součástí solárního fotovoltaického systému, pak bych rozhodně sáhnul po trakční baterii. Pokud by byl měnič s akumulátorem umístěn na chalupě, kde po odjezdu vypínáte elektřinu a akumulátor nemůže být dobíjen udržovacím proudem, pak bych opět zvolil trakční baterii, z důvodu velmi malého samovybíjení. A pokud bych měnič využíval k tomu, abych mohl čas od času na chalupě, kde není elekřina použít elektrické nářadí, použil bych takový akumulátor, který by byl zrovna po ruce. Rozhodnutí je ale celkem dost individuální a na závěr tohoto odstavce Vám ještě trochu zamotám hlavu: Představte si, že chcete použít na chalupě příležitostně měnič, třeba pro použití se zahradní sekačkou, nebo vrtačkou apod. a uprostřed práce dojde k vybití akumulátoru (resp. měnič Vám hlásí nízké napětí na baterii) co se dá dělat? Prostě si vytáhnete z auta akumulátor, připojíte do auta akumulátor, který jste téměř vybili, propojíte oba akumulátory startovacími kabely (+ na + a - na - prosím!) nastartujete, odpojíte startovací kabely a necháte nějakou dobu ''klepat'' motor a dobijete akumulátor alespoň tak, abyste nastartovali i další den. No a s druhým akumulátorem, který jste vytáhli z auta, můžete pokračovat v započaté práci, nebo se večer dívat na televizi napájenou z autobaterie přes měnič. Toto je výhoda startovacích akumulátorů, které máte téměř všude s sebou (tedy v autě).
Závěrečné poznámky k použití akumulátorů s měniči napětí
Trakční baterie umožňuje opakované vybíjení na napětí 9,5V (19V), a využitelná kapacita - od plného nabití do vybití na 9,5V (19V) je tak cca 90%. Startovací baterie, by neměla být často vybíjena pod 10,5V (21V) a využitelná kapacita z tohoto typu akumulátoru - při vybití na 10,5V (21V) je tak cca 50%, při vybití na 10V (20V) pak asi 70%
Při použití akumulátoru při nízkých teplotách značně klesá využitelná kapacita. Plně nabitý akumulátor má využitelnou kapacitu při teplotě kolem - 20st.C asi 25%
Vzhledem k tomu, že v měničích je (obvykle) vestavěna zvuková, nebo optická signalizace nízkého napětí na baterii, při napětí 10,5V (21V). Nedoporučuji (pokud to není nutné) provozovat dále měnič po tomto upozornění (zkracuje se životnost akumulátoru). Toto upozornění platí pouze pro startovací akumulátory, nikoli pro trakční. Tyto je možné zcela bez problémů nechat ''dojet'' až do odpojení měniče od akumulátoru při napětí 10V (20V)
Na základě uvedených informací, je jasné, že je ideální použít s měniči napětí trakční akumulátor v bezúdržbovém provedení. Nicméně oproti obyčejné startovací autobaterii, je toto provedení akumulátoru asi 4x dražší, než zmíněná autobaterie. Vychází to asi tak, že dvojnásobek navýšení je za trakční verzi a další dvojnásobek za bezúdržbové provedení. Investované prostředky, by měly odpovídat četnosti a způsobu použití měniče napětí s akumulátorem. Je možné, že se Vám vyplatí, místo investování dvojnásobku ceny za trakční akumulátor investovat stejnou částku do startovacího akumulátoru s dvojnásobnou kapacitou, ale konečný výběr akumulátoru již nechám na Vás
Na úplný závěr kapitoly o akumulátorech zde ještě zanechám orientační přehled stavu nabití olověného akumulátoru (platí zhruba jak pro akumulátory se zaplavenými elektrodami, tak i pro AGM a gelové):
0% 11,90V
5% 11,92V
10% 11,94V
15% 11,96V
20% 11,98V
25% 12,00V
30% 12,04V
35% 12,08V
40% 12,12V
45% 12,16V
50% 12,20V
55% 12,24V
60% 12,28V
65% 12,32V
70% 12,36V
75% 12,40V
80% 12,45V
85% 12,52V
90% 12,58V
95% 12,64V
100% nad 12,70V
Uvedené hodnoty napětí platí samozřejmě pro akumulátor, který není zatížený a je odpojený od nabíječky!
